Дифференциальный автомат

Для начала рассмотрим, чем дифференциальный автомат отличается от не менее известного УЗО. Вы увидите, что разница достаточно условная, но в то же время и весомая. Мы попытаемся обойтись без сложных терминов, дабы не пугать неискушенного читателя незнакомыми словами. Иначе говоря, на пальцах объясним все сложные понятия. Примите к сведению, что оборудование в зоне опасности попадания воды нельзя подключать без автоматов защиты. Об этом прямо говорит ГОСТ. В свою очередь это относится к стиральным и посудомоечным машинам, а также и прочему оборудованию, устанавливаемому на территории ванных комнат и кухонь. Строго говоря, имеются и другие методики прокладки электрических соединений, но для реализации в пределах типичной квартиры жилого дома они подходят плохо.

Что такое дифференциальный ток

Схема работы тока

Схема работы тока

Во всех отраслях науки под дифференциалом понимается разница некой величины. Почему это так? Начнём с простейшего. Допустим, у нас имеется некий график. Пусть это будет всем известная парабола. В математике имеет большую важность нахождение так называемых критических точек функции. В них производные первого или второго порядка имеют строго определённые значения или меняют свой знак. Благодаря этому их свойству удаётся оптимизировать производственные и многие другие процессы в повседневной и профессиональной деятельности.

Но для нас важно то, что процесс нахождения производных функции называется дифференцированием. Для этого берётся бесконечно малый отрезок по вертикальной оси и делится на столь же малый промежуток по горизонтальной. А чтобы описать границы, используется разница между началом и концом интервала. Вот из-за этого разность часто и называется дифференциалом. Хотя это и не совсем правильно.

В применении к электрическому току находят разницу между входным и выходным значением в цепи. Допустим, что прибор потребляет 250 Вт. При номинальном значении напряжения в цепи 220 В ток составит 250/220 = 1,136 А. Вы удивитесь, но обратно на землю (нулевой провод розетки) должно уходить ровно столько же. Это прямо следует из одного из законов Кирхгофа. Правило гласит, что ток в последовательной цепи один и тот же. В данном случае наша цепь образована:

  1. Источником на подстанции.
  2. Автоматом защиты.
  3. Прибором, потребляющим ток (например, стиральной машиной).
  4. Цепью нулевого провода, который уходит на землю (в грунт).
Схема дифференциального тока

Схема дифференциального тока

Схема может быть немного иной, но суть остаётся той же: сколько вошло электрического тока в квартиру, столько из неё и должно выйти. Соответственно, в нормальном состоянии разница равна нулю. В этом случае говорят, что дифференциальный ток отсутствует.

Каким образом дифференциальный ток помогает защитить нас и нашу квартиру

Допустим, что где-то в цепи существует утечка. Это вызвано обычно нарушением изоляции, хотя могут быть и другие причины. В этом случае баланс нарушается. И входной ток уже не равен выходному. В этом случае ситуаций может быть как минимум две:

  • Из-за нарушения изоляции электрический ток немедленно начинает утекать в землю. Например, в случае водонагревателя путём может послужить канализация. Заряды пойдут в землю, даже если трубы пластиковые. Средой будет служить жидкость. Вода сама по себе не проводит электрический ток, но в канализации растворено множество солей, которые и сыграют роль электролита. В этом случае утечка будет немедленно замечена, и подключение дифференциального автомата позволит избежать неприятностей.
  • Нарушенная изоляция не контактирует с проводящей средой. Поэтому утечки не образуется немедленно. Место аварии ждёт своего случая. В этом случае контакт человека с поражённым участком может стать смертельным. Как только кто-то возьмётся одной рукой за струю воды, а другой за место электрического контакта, ток потечёт прямо по телу. При напряжении 220 В это смертельно опасно. Мы здесь не будем приводить значения, при которых начинают рваться сухожилия и мышцы, просто поверьте нам на слово. И отсутствие автомата защиты может стать причиной фатального исхода.
Читайте также:  Как проверить резистор мультиметром

Что такое дифференциальный автомат

УЗО часто путают с дифференциальным автоматом

УЗО часто путают с дифференциальным автоматом

Из сказанного должно быть уже понятно, что дифференциальный автомат помогает отследить утечки. Для этого определяется разница между входным и выходным током. Как это делается? Внутри прибора стоит специальное реле. Это различного рода катушки с магнитными сердечниками. Чем-то такая конструкция напоминает весы, где на одной чаше лежит величина входного тока, а на другой выходного. Пока все в порядке, существует баланс. Но лишь только возникает утечка, как чаши весов клонятся на сторону. Это и вызывает срабатывание защитного отключения.

Наконец, самое главное: чем отличается дифференциальный автомат от УЗО. Ключевое слово здесь – автоматический. Это относится к перегрузке по току. Говоря проще, УЗО постоянно отслеживает дифференциальный ток, но от короткого замыкания не спасёт. В последнем случае потребление будет резко нарастать, пока что-нибудь не сгорит. Это может быть, например, обмотка двигателя стиральной машины или проводка в квартире. Таким образом, в дополнение к УЗО требуется включить ещё одну ступень защиты. Например, это могут пробки в подъездном щитке, рассчитанные на некоторый потребляемый ток.

Вот тем дифференциальный автомат и отличается, что в его составе эта ступень уже имеется. И если УЗО в некоторых случаях может сгореть, то рассматриваемый нами класс приборов от этого застрахован. Отличие от пробок в том, что защита по перегрузке обычно многоразовая. Это не предохранитель, где сгорает внутренняя жила. Что именно ставить в ванной комнате, каждый решает сам, но для полной безопасности нужен именно дифференциальный автомат, а не УЗО.

Итак, подытожим. Дифференциальный автомат обеспечивает полную защиту цепи по перегрузке и току утечки. Что освобождает хозяина от необходимости беспокоиться на этот счёт дополнительно. В сочетании же с УЗО нужно предусмотреть методы защиты от перегрузки по току. Что касается покупки, то ещё в магазине нужно осмотреть корпус. Дифференциальный автомат обычно имеет надпись, где фигурирует слово «автоматический». Что и указывает на способность защищать сети от перегрузки по короткому замыканию.

Характеристики дифференциального автомата

Главными характеристиками дифференциальных автоматов являются следующие:

Работа автомата

Работа автомата

  1. Номинальный рабочий ток. Это то значение, при котором будет работать наше оборудование в нормальном режиме. Обычно берётся потребление установленной бытовой техники и создаётся запас в 1,5 – 2 раза. Например, для предыдущего примера это будет порядка 2,5 А. То есть любой дифференциальный автомат на 4 А полностью подходит.
  2. Дифференциальный ток срабатывания защиты. Это та самая величина утечки. Для примера считается очень чувствительным дифференциальный автомат, срабатывающий при разности на входе и выходе в 30 мА. При помощи такого можно контролировать другие ступени защиты. Подобные изыски в повседневной жизни обычно излишни.
  3. Время срабатывания дифференциального автомата показывает, как быстро произойдёт отключение. Здесь помимо целевого назначения (возникновения утечки) выделяют ещё две составляющие: электромагнитную и тепловую. Первая прямо указывает на величину тока перегрузки (не дифференциального, а потребления), при которой произойдёт отключение. Например, для автомата на 16 А это может быть четырёхкратное превышение (порядка 60 А). Срабатывание происходит почти мгновенно. Тепловая составляющая работает на гораздо более низких токах, которые не являются критическими. Например, это может быть 25 А. При этом быстро растёт перегрев, который и вызывает отключение дифференциального автомата. Именно эти две составляющие и являются отличительной особенностью. УЗО таких цепей автоматического отключения не имеет.
Читайте также:  Как сделать электродвигатель своими руками

Конструкция дифференциального автомата не так важна, как знание о том, как его правильно использовать. Что?! Да-да, очень важно использовать дифференциальный автомат правильно, чтобы не случилось, как в басне Крылова про мартышку и очки.

Как правильно подключить дифференциальный автомат

Подключение дифференциальных автоматов в распределительном щите будет неплохой заменой обычным предохранителям (пробкам). В этом случае под контроль берётся сразу вся квартира. Не секрет, что линий на каждую семью обычно существует две. Но учитывая тот факт, что нагрузка на них обычно разная, выбрать подходящий дифференциальный автомат достаточно сложно. Проводка часто проложена несимметрично. То есть на одной пробке может висеть, к примеру, освещение залы, а на другую приходится вся остальная нагрузка.

При типовом потреблении 5 кВт на квартиру не всегда можно будет поставить два дифференциальных автомата на 16 А. По указанной выше причине. При максимальном суммарном токе порядка 22 А будет разумнее выбрать один, но более мощный прибор. Что касается прочих вариантов установки, то многие монтируют защиту прямо в ванной комнате. На дифференциальном автомате обычно присутствует кнопка проверки работоспособности, и не каждый захочет бежать на площадку перед очередным включением водонагревателя. Этот вопрос также необходимо обдумать заранее. Разумеется, неработоспособный дифференциальный автомат использовать запрещается.

Схема подключения дифференциального автомата обычно указано на его корпусе. Вы увидите на ней входную и выходную цепи. Разводка предельно проста:

  1. Буквой N помечена так называемая нейтраль. Это нулевой провод.
  2. Фаза нумеруется цифрами 1 и 2. Со стороны входной и выходной цепи, соответственно.

Как найти нулевой провод? Для этого существует специальный инструмент. Например, отвёртка с индикатором в виде лампочки поможет с решением вопроса со стороны розетки. Если дотронуться шлицем до фазы, то будет свечение. Что касается стороны бытового прибора, то ему нет разницы, где находится нулевой провод. Поэтому подключение ведётся без различения. Что будет, если перед тем, как подключить дифференциальный автомат, не произвести указанной операции, и все выйдет наоборот? Мы полагаем работоспособность будет нарушена. В противном случае не было бы необходимости так жёстко вести маркировку на соответствие тех или иных выводов дифференциального автомата фазе и нулевому проводу.

Ещё хотелось бы заметить, что по европейским стандартам все оборудование подключается с цепью заземления. Это боковые клеммы на вилке и приёмной части розетки. Зачем это нужно? В идеале именно такой подход уберегает от нештатных ситуаций, потому что при пробое изоляции лишний ток уходит на землю. Дело в том, что подобные меры обычно используются там, где вода, в этом случае очень часто удаётся локализовать неисправность заранее. Допустим, что ТЭН водонагревателя пробило на корпус, но заземление отсутствует. Тогда какое-то время ничего не будет происходить с большой долей вероятности. Но как только хозяин откроет кран, последует резкий скачок потребления тока.

Имеется некоторая опасность поражения, хотя и в течение очень короткого времени. Ну, а второй причиной, по которой необходимо подключать заземление, это корректная работа входных фильтров. Часто ток пульсаций уходит именно в эту ветвь. И если заземление отсутствует, то функциональность входной фильтрации нарушается, а прибор подвергается помимо нестабильности повышенному риску поломки. Особенно это касается чувствительных электронных компонентов. Если заземление отсутствует в доме, то нужно эту цепь занулить. То есть посадить на нейтраль. Это не совсем правильно, но от части неприятностей уберегает.

Из сказанного читатели должны понять, что УЗО в отличие от дифференциального автомата используется там, где нет опасности возникновения перегрузки по короткому замыканию. Если говорить откровенно, то в применении к бытовой технике это не очень актуально. То есть в любом случае лучше ставить дифференциальный автомат.